肌肉疲劳识别方法及其在等速力量训练中的应用研究

发布时间：2022-10-05 20:12

　　器械式力量训练可有效提升训练者力量素质,已成为当代社会主流的健身方式之一。但是,由于缺乏专业指导,普通训练者在此类力量训练中容易训练不足或训练过度,导致训练效果不理想甚至引发肌肉损伤。肌肉疲劳是判断训练是否到位的核心指标,可指导训练者训练至合适的状态以有效避免上述问题。本文基于等速训练方式,深入研究肌肉运动性疲劳识别方法,结合运动训练学理论构建个性化等速力量训练模型,开发了个性化等速力量训练指导系统,并基于摆动液压阻尼研发了个性化等速训练设备。研究致力于为普通训练者提供了更具针对性、更安全高效的个性化力量训练指导方法及应用,具体内容如下:1.为获取可评价肌肉疲劳状态的主客观信息数据,以膝关节屈伸训练为例,开展了等速力量训练疲劳实验。实验中实时获取被试者的主观疲劳度等级（Rating of Perceived Exertion,RPE）、6块被测目标肌肉的表面肌电（Electromyography,s EMG）信号,以及其他训练信息:运动肌群的最大输出肌力矩等。其中,在多种速度训练中提取的肌群最大输出力矩变化数据,为设置个性化运动负荷提供数据基础。对RPE及s EMG信号进一步处理与统计... 

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 力量训练指导方法研究
        1.2.1 力量训练目标
        1.2.2 基于运动指标参数的力量训练指导方法
    1.3 运动性肌肉疲劳的识别与评价研究
        1.3.1 运动性肌肉疲劳定义
        1.3.2 基于主观感受的肌肉疲劳主观识别与评价
        1.3.3 基于力学指标的肌肉疲劳客观识别与评价
        1.3.4 基于生化指标的肌肉疲劳客观识别与评价
        1.3.5 基于表面肌电的肌肉疲劳客观检测与评价
    1.4 国内外等速设备的相关研究
        1.4.1 国内外等速设备研究
        1.4.2 等速设备应用研究
    1.5 研究目的与研究意义
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究意义
    1.6 研究内容与技术路线
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 技术路线
    1.7 本章小结
第二章 基于主客观信息反馈的等速训练疲劳实验设计
    2.1 引言
    2.2 基于主客观信息反馈的等速训练疲劳实验设计
        2.2.1 实验目的
        2.2.2 实验对象
        2.2.3 实验时间地点
        2.2.4 实验器材
        2.2.5 实验数据采集
        2.2.6 实验流程
    2.3 基础数据处理与分析
        2.3.1 不同运动速度下的最大肌力矩
        2.3.2 不同运动速度下的肌肉 MVC 肌电
    2.4 运动疲劳主客观信息处理与分析
        2.4.1 主观疲劳RPE
        2.4.2 表面肌电时程图及非线性动力学疲劳特征提取
    2.5 本章小结
第三章 基于主客观信息的动态肌肉疲劳识别模型研究
    3.1 引言
    3.2 数据集准备
        3.2.1 实验数据预处理
        3.2.2 实验样本构建
    3.3 基于人工提取疲劳特征的运动疲劳识别
        3.3.1 基于多分类支持向量机的疲劳识别
        3.3.2 基于多类线性判别分析的疲劳识别
    3.4 基于CNN提取疲劳特征的运动疲劳识别
        3.4.1 基于深度学习的CNN模型构建
        3.4.2 CNN模型的学习与训练
    3.5 运动疲劳识别结果
        3.5.1 运动疲劳识别评价指标
        3.5.2 基于测试样本的运动疲劳识别结果
        3.5.3 基于新增样本的CNN运动疲劳识别模型验证
    3.6 本章小结
第四章 个性化等速力量训练指导模型及服务系统构建
    4.1 引言
    4.2 个性化等速力量训练指导模型构建
        4.2.1 基于训练目标的训练处方指导框架
        4.2.2 个性化初始运动负荷预判模型
        4.2.3 个性化力量训练指导模型
    4.3 个性化等速力量训练服务系统
        4.3.1 基于可拓展的系统组成框架
        4.3.2 基于特定设备的系统服务流程
        4.3.3 原型系统架构
        4.3.4 系统功能模块
        4.3.5 系统运行实例
    4.4 本章小结
第五章 基于摆动液压阻尼的个性化等速训练设备研发及评价
    5.1 引言
    5.2 基于摆动液压阻尼的等速装置及控制
        5.2.1 摆动液压阻尼器原理及设计
        5.2.2 等速及个性化负荷控制
    5.3 基于摆动液压阻尼器的等速设备设计
        5.3.1 等速膝关节屈伸训练器
        5.3.2 等速肩关节旋转训练器
    5.4 等速设备力量训练效果及评价
        5.4.1 等速膝关节训练器训练效果与评价
        5.4.2 等速旋肩训练器训练效果与评价
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 研究总结
    6.2 研究创新点
    6.3 研究展望
参考文献
附录1 被试者实验知情书
附录2 被试者基本信息表
附录3 个性化运动负荷预判核心代码(C/C++)
附录4 摆动液压阻尼等速控制核心代码(C/C++)
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读博士学位期间发表的学术论文
    3 参与的科研项目
    4 获奖情况
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]等速训练技术及其在康复领域的应用进展[J]. 林成杰,张瑶,董芳明,王德敬.  山东医药. 2019(22)
[2]一种基于sEMG的脑卒中患者患侧踝关节动作识别方法研究[J]. 石征锦,刘高峰,柯起厚,秦朋,吕鑫.  现代制造技术与装备. 2019(07)
[3]基于支持向量机的驾驶疲劳检测研究[J]. 李敏,李江天,宋战兵.  数字制造科学. 2019(02)
[4]等速肌力训练对胸腰椎骨折合并不完全腰髓损伤患者下肢康复效果的影响[J]. 田玉红,彭辉.  颈腰痛杂志. 2019(03)
[5]表面肌电图技术在脑卒中后吞咽障碍评估中的应用[J]. 庄任,方罡,贺颖超,焦素芹.  中国临床研究. 2019(04)
[6]篮球运动员肩关节等速肌力测试与分析[J]. 陈建明,刘昭强,张娟.  体育科学研究. 2019(02)
[7]全民健身国家战略的提出与体育休闲健身产业的发展[J]. 陈杰.  文体用品与科技. 2019(05)
[8]基于表面肌电的肌肉疲劳检测系统研究[J]. 糜超,陈阳,邹凌.  现代电子技术. 2018(20)
[9]互联网催生健身产业新模式[J]. 刘杰豪,陈晓婷.  互联网经济. 2018(08)
[10]估计模式下RPE与抗阻运动强度问题研究述评[J]. 赵永军,何玉秀.  体育研究与教育. 2017(06)

博士论文
[1]上肢柔性动力外骨骼系统设计及应用研究[D]. 唐鸿雁.北京交通大学 2019
[2]基于主客观信息反馈的运动健身服务技术研究[D]. 李芳宇.浙江大学 2009

硕士论文
[1]基于sEMG的腿部疲劳状态智能识别系统的设计[D]. 栾振.南京邮电大学 2019
[2]基于sEMG信号的人体上肢动作识别与肌肉疲劳检测[D]. 闫正祥.北京工业大学 2018
[3]肌肉加固训练对乒乓球运动员肩关节损伤肌肉群影响研究[D]. 陈斌.吉林大学 2017
[4]基于HHT的肌电信号分析方法及其在痉挛评定中的应用[D]. 张秀锋.合肥工业大学 2017
[5]优秀拳击运动员冬训期间运动性疲劳的调查与分析[D]. 马婧.沈阳体育学院 2012



本文编号：3686431